JPS59153161A - 流体乾き度検知装置 - Google Patents
流体乾き度検知装置Info
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- JPS59153161A JPS59153161A JP2635583A JP2635583A JPS59153161A JP S59153161 A JPS59153161 A JP S59153161A JP 2635583 A JP2635583 A JP 2635583A JP 2635583 A JP2635583 A JP 2635583A JP S59153161 A JPS59153161 A JP S59153161A
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- electrode
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は冷媒、水などの気液二相が混合した流体の乾き
度を検知する好適な構造の乾き度検知装置に関するもの
である。
度を検知する好適な構造の乾き度検知装置に関するもの
である。
従来の気液二相の混合流体の乾き度検知装置は第１図に
示すように、流路１の流路壁に円弧状電極２を対向させ
た一対の電極からなるセンサと、このセンサから送られ
てくる静電容量の信号を表示したり、電圧、電流に変換
したりする機能を有する変換器３よりなっている。電極
２の周囲の管体の流路壁は、その一部または全部が不良
導体（絶縁材）で出来ている。
示すように、流路１の流路壁に円弧状電極２を対向させ
た一対の電極からなるセンサと、このセンサから送られ
てくる静電容量の信号を表示したり、電圧、電流に変換
したりする機能を有する変換器３よりなっている。電極
２の周囲の管体の流路壁は、その一部または全部が不良
導体（絶縁材）で出来ている。
上記乾き度検知装置は、気液二相流の、気相と液相の誘
電率が異なることを利用し、気液の存在割合によって変
わる電極間の静電容量を測定し、乾き度を検知する装置
である。しかし乍ら第２図乃至第４図に気液二相流の流
動状態を示すように、気液二相流は流量、乾き度、温度
などの因子にょシ流動様式が異なるため、次のような問
題点が生じていた。いま流路１全範囲を、ガス４、液分
６が混合して気液二相流が流れている第２図、液分６が
流路の下半分、ガス分５が上半分を流れている第３図、
液分６が流路の右側半分、ガス分５が左半分を流れてい
る第４図に対する電極２間の静電容量をＣＩ ＋０２
＋Ｃ３として示すと、それぞれ次のように示される。
電率が異なることを利用し、気液の存在割合によって変
わる電極間の静電容量を測定し、乾き度を検知する装置
である。しかし乍ら第２図乃至第４図に気液二相流の流
動状態を示すように、気液二相流は流量、乾き度、温度
などの因子にょシ流動様式が異なるため、次のような問
題点が生じていた。いま流路１全範囲を、ガス４、液分
６が混合して気液二相流が流れている第２図、液分６が
流路の下半分、ガス分５が上半分を流れている第３図、
液分６が流路の右側半分、ガス分５が左半分を流れてい
る第４図に対する電極２間の静電容量をＣＩ ＋０２
＋Ｃ３として示すと、それぞれ次のように示される。
Ｃ１＝（：：ｇｔ ・・・・・・・・・（１）Ｃ
３＝ Ｃｇ 十ＣＬ ・・・・・・・・・（３）ここ
で、Ｃｇｔ；ガスと液が完全に混合した場合の静電容量 Ｃｇ ？がス相の静電容量 Ｃ４；液相の静電容量 上記式（１）乃至（３）かられかるように、たとえ混合
流体の乾き度が同一であっても、電極の形状が第１図の
ようであると、気液の流動状態に応じ測定される静電容
量は流動状態によって異なっている。
３＝ Ｃｇ 十ＣＬ ・・・・・・・・・（３）ここ
で、Ｃｇｔ；ガスと液が完全に混合した場合の静電容量 Ｃｇ ？がス相の静電容量 Ｃ４；液相の静電容量 上記式（１）乃至（３）かられかるように、たとえ混合
流体の乾き度が同一であっても、電極の形状が第１図の
ようであると、気液の流動状態に応じ測定される静電容
量は流動状態によって異なっている。
この結果、変換器３の出力は第５図に示すように大きく
変動してしまい正確な値は把掘しにくい。
変動してしまい正確な値は把掘しにくい。
このように、従来の装置は、精度が不確実で適用範囲が
限定される等の問題点を有していた。
限定される等の問題点を有していた。
本発明は上記に鑑みて発明されたもので、気液二相流体
の乾き度を正確に検知することが出来る乾き度検知装置
を提供することを目的とする。
の乾き度を正確に検知することが出来る乾き度検知装置
を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため本発明は、気液二相流の流通路
の適宜長さの範囲内に、流通方向に直角方向の平面全範
囲を上記電極対で覆い、二相流体の流動様式が変化して
も検出静電容量が変化しないように電極を配置した特徴
を有する。
の適宜長さの範囲内に、流通方向に直角方向の平面全範
囲を上記電極対で覆い、二相流体の流動様式が変化して
も検出静電容量が変化しないように電極を配置した特徴
を有する。
また第２の発明は検出信号を横分乎均演算器を用いて処
理し、信号の安定化をはかる特徴を有する。
理し、信号の安定化をはかる特徴を有する。
本発明の液体乾き度検知装置を形成するセンサ部の一実
施例を第６図に基ずき説明する。１は気液二相の混合流
体が流通する絶縁体にてなる通路で、該通路内壁には、
適宜長さの円弧状の電極７ａ、７ｂを間隙１７を有して
対向配置し、この一対の電極対と同様の電極対８を９０
″位置をずらして配置している。２１は電極７ａ 、８
ａからの検知信号を取出す導線、２２は他方の電極７ｂ
、８ｂからの検知信号を取出す導線を示す。上記二対
の電極対の配置は通路１の適宜長さの範囲内に流体の流
通方向に直角方向の平面全範囲を覆って配置され、即ち
間隙１７の通路軸方向の延長部分に他の電極対の電極が
位置するように配置されている。上記′を極対は二対に
限定する必要はなく、必要な信号の大きさなどによって
二対以上適数対にすることは任意である。
施例を第６図に基ずき説明する。１は気液二相の混合流
体が流通する絶縁体にてなる通路で、該通路内壁には、
適宜長さの円弧状の電極７ａ、７ｂを間隙１７を有して
対向配置し、この一対の電極対と同様の電極対８を９０
″位置をずらして配置している。２１は電極７ａ 、８
ａからの検知信号を取出す導線、２２は他方の電極７ｂ
、８ｂからの検知信号を取出す導線を示す。上記二対
の電極対の配置は通路１の適宜長さの範囲内に流体の流
通方向に直角方向の平面全範囲を覆って配置され、即ち
間隙１７の通路軸方向の延長部分に他の電極対の電極が
位置するように配置されている。上記′を極対は二対に
限定する必要はなく、必要な信号の大きさなどによって
二対以上適数対にすることは任意である。
第７図はセンサ部の他の実施例を示し、通路１の内壁の
適宜長さの範囲に円筒状の電極９を配置し、通路１の内
壁の適宜長さの範囲に円筒状の電極９を配置し、１山路
１の軸心方向に円筒状’ｌ！ｆ！Ｉ！、９とほぼ同じ長
さの棒状電＠ＩＯを配置している。棒状電極１０の棒径
は流体の流動に影響を及はさない程度の径とする。上記
円筒状電極と棒状電極にてなる電＋Ｉｉ対の配置は、通
路１の適宜長さの範囲内に流通方向に直角方向平面の全
範囲を覆っている。
適宜長さの範囲に円筒状の電極９を配置し、通路１の内
壁の適宜長さの範囲に円筒状の電極９を配置し、１山路
１の軸心方向に円筒状’ｌ！ｆ！Ｉ！、９とほぼ同じ長
さの棒状電＠ＩＯを配置している。棒状電極１０の棒径
は流体の流動に影響を及はさない程度の径とする。上記
円筒状電極と棒状電極にてなる電＋Ｉｉ対の配置は、通
路１の適宜長さの範囲内に流通方向に直角方向平面の全
範囲を覆っている。
第８図はセンサ部の更に池の実施例を示し、通路１の流
通方向に直交する平面に、順次径の違うリング状の線状
電極１１ａ 、Ｉｌｂ 、ｌｌ ｃ・・・を多Ｉｄ状に
配置し、この異径多層リング状の線状電極１１と、同形
状の異径多層リング状の線状゛電極１２を適宜距離を離
して対向状に配置している。上記電極１１．１２にてな
る電極対の配置も通路１の適宜長さの範囲内に、流通方
向に直角方向平面の全範囲を潰っている。上記実施例は
線状電極を異径多層リング状に形成したが、多ノー平行
線状、格子状など適宜変形は匝意である。線状電極の線
径は、ヤはり流体の流動に影響を及ぼさない程度の径と
する。
通方向に直交する平面に、順次径の違うリング状の線状
電極１１ａ 、Ｉｌｂ 、ｌｌ ｃ・・・を多Ｉｄ状に
配置し、この異径多層リング状の線状電極１１と、同形
状の異径多層リング状の線状゛電極１２を適宜距離を離
して対向状に配置している。上記電極１１．１２にてな
る電極対の配置も通路１の適宜長さの範囲内に、流通方
向に直角方向平面の全範囲を潰っている。上記実施例は
線状電極を異径多層リング状に形成したが、多ノー平行
線状、格子状など適宜変形は匝意である。線状電極の線
径は、ヤはり流体の流動に影響を及ぼさない程度の径と
する。
次に上記第６図、第７図、第８図の実施例のセンサを用
いた乾き度検知装置の、該センサの乾き度検知作用につ
いて説明する。二相流の流動状態が完全に気液混相流（
第２図のような状態）である場合は、従来例でも、本実
施例でも作用上の違いはなく、測定さｎる静電容量Ｃは
式１１）の形のように表わせるが、実際には完全に均質
混相流であることは少ない。極端なケースとして第３図
、第４図のように流動状態が変化すると仮定すると、す
でに述べたように従来例（第１図では測定きれる靜電容
１ｃは、式（２）、式（３）のようになり異なった値に
なる。これに対して本実施例の第６図、第７図、第８図
に示す電極は、電極形状と流動状態の相対的位置関係が
、流動状態が変化しても不変であるため、次のような１
つの式（概略的表示）で表わされる。
いた乾き度検知装置の、該センサの乾き度検知作用につ
いて説明する。二相流の流動状態が完全に気液混相流（
第２図のような状態）である場合は、従来例でも、本実
施例でも作用上の違いはなく、測定さｎる静電容量Ｃは
式１１）の形のように表わせるが、実際には完全に均質
混相流であることは少ない。極端なケースとして第３図
、第４図のように流動状態が変化すると仮定すると、す
でに述べたように従来例（第１図では測定きれる靜電容
１ｃは、式（２）、式（３）のようになり異なった値に
なる。これに対して本実施例の第６図、第７図、第８図
に示す電極は、電極形状と流動状態の相対的位置関係が
、流動状態が変化しても不変であるため、次のような１
つの式（概略的表示）で表わされる。
第８図の実施例・・・・・・Ｃ＝ Ｃｇ ＋ ＣＬ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（６）上記表示ができる理由は、第６図は常にがス
、液の直列接続と並列接続の混合、第７図は常に直列接
続、第８図は常に並列接続になるからである。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（６）上記表示ができる理由は、第６図は常にがス
、液の直列接続と並列接続の混合、第７図は常に直列接
続、第８図は常に並列接続になるからである。
このように、本実施例はいずｎも流動様式が大きく変化
しても、原理的に測定信号が変化せず、安定した測定値
が得ら江る。実際に測定した結果の例を第９図に示す。
しても、原理的に測定信号が変化せず、安定した測定値
が得ら江る。実際に測定した結果の例を第９図に示す。
第５図に示した従来？ｌＪと比較すると測定値の高精度
化、安定化が実現できている。
化、安定化が実現できている。
次に上記実施例を用いた乾き度検知装置に積分平均演算
器を組込んだ装置の実施例を第１Ｏ図に基づき説明する
。
器を組込んだ装置の実施例を第１Ｏ図に基づき説明する
。
３１は気液二相混合流体の流動する通路、３２はセンサ
で第６図乃至第８図に示した電極対にて形成されるセン
サを示す。３は変換器、１５は積分平均演算器で、上記
センサ３２からの乾き度検出信号を変換器３を介在して
積分平均演算器１５に伝達し、積分平均された値を把握
する。センサから得られる信号は安定している種制御が
容易である。そこで本実施例では、センサ３２から得ら
れた乾き度検知信号に対し、電気（子）回路的に積分平
均する演算器１５を装置に組み込み信号の安定化を実現
した。この方式はセンサによる検出値が流動様式によっ
て異なっても安定された信号を得ることが出来る。
で第６図乃至第８図に示した電極対にて形成されるセン
サを示す。３は変換器、１５は積分平均演算器で、上記
センサ３２からの乾き度検出信号を変換器３を介在して
積分平均演算器１５に伝達し、積分平均された値を把握
する。センサから得られる信号は安定している種制御が
容易である。そこで本実施例では、センサ３２から得ら
れた乾き度検知信号に対し、電気（子）回路的に積分平
均する演算器１５を装置に組み込み信号の安定化を実現
した。この方式はセンサによる検出値が流動様式によっ
て異なっても安定された信号を得ることが出来る。
第１１図はこの乾き度検出装置で検出した出力線図を示
し第９図の出力より更に安定した出力が得られる。
し第９図の出力より更に安定した出力が得られる。
以上説明したように本発明によれば、気液二相混合流体
の乾き度を、二相混合流体の流動様式にかかわりなく正
確に且つ安定した信号にて検出できる。
の乾き度を、二相混合流体の流動様式にかかわりなく正
確に且つ安定した信号にて検出できる。
第１図は従来の乾き度検知装置を示す構造図、第２図乃
至第４図は第１図の電極の流体流動方向に直交断面にお
ける気液二相流体の流動様式を示す断面図、第５図は従
来の乾き度検知装置の出力線図、第６図乃至第８図は本
発明の乾き度検知装置のセンサ部の各実施例を示す構造
図、第９図は第６図乃至第８図の実施例のセンサを用い
た乾き度検知装置の出力線図、第１０図は本発明の他の
実施例を示し、積分平均演算器を組込んだ乾き度検知装
置の構造図、第１１図は第１０図の乾き度検知装置の出
力線図である。 １・・・流路、３・・・変換器、 ７ａ 、７ｂ 、８
ａ 、８ｂ・・・円弧状電極、９・・・円筒状！極、１
０・・・棒状電極、ｌｌａ。 １１ｂ 、 ｌｉｅ 、 １２ａ 、 １２ｂ 、 １
２ｃ ・−多層リング電極、１５・・・積分平均演算器
。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第１図 第２図 第３図第４図 第６図 第７図 １ 第８図 第９図 力゛わさ友Ｘ 第１Ｏ図 力゛わさＩｔｘ
至第４図は第１図の電極の流体流動方向に直交断面にお
ける気液二相流体の流動様式を示す断面図、第５図は従
来の乾き度検知装置の出力線図、第６図乃至第８図は本
発明の乾き度検知装置のセンサ部の各実施例を示す構造
図、第９図は第６図乃至第８図の実施例のセンサを用い
た乾き度検知装置の出力線図、第１０図は本発明の他の
実施例を示し、積分平均演算器を組込んだ乾き度検知装
置の構造図、第１１図は第１０図の乾き度検知装置の出
力線図である。 １・・・流路、３・・・変換器、 ７ａ 、７ｂ 、８
ａ 、８ｂ・・・円弧状電極、９・・・円筒状！極、１
０・・・棒状電極、ｌｌａ。 １１ｂ 、 ｌｉｅ 、 １２ａ 、 １２ｂ 、 １
２ｃ ・−多層リング電極、１５・・・積分平均演算器
。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第１図 第２図 第３図第４図 第６図 第７図 １ 第８図 第９図 力゛わさ友Ｘ 第１Ｏ図 力゛わさＩｔｘ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■、原流体流動する通路の適宜要式の範囲内に、流通方
向に直角方向の平面の全範囲を覆う電極対を設けた乾き
度センサを備えてなることを特徴とする流体乾き度検知
装置。 ２、電極対が適宜長さの円弧状の対向電極にて形成され
、この対向電極が角度をずらして複数個通路壁に設けら
れている特許請求の範囲第１項記載の流体乾き度検知装
置。 ３、電極対が、通路壁を形成する適宜要式の円筒電極と
、円筒電極山中央部に軸心方向に設けられた棒状電極に
てなる特許請求の範囲第１項記載の流体乾き度検知装置
。 ４、電極対が、流体の流動する方向に直焚方向の平面上
に配置される複数個の異径リング電極を適宜距離を存し
て対向配置してなる特許請求の範囲第１項記載の流体乾
き度検知装置。 ５、流体の流動する通路の適宜長さの範囲内に流通方向
に直角方向の平面全範囲を覆う電極対を設けた乾き度セ
ンサと、このセンサからの信号を変換器を介在して任意
時間内で積分平均する積分平均演算器を設けた流体乾き
度検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2635583A JPS59153161A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 流体乾き度検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2635583A JPS59153161A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 流体乾き度検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59153161A true JPS59153161A (ja) | 1984-09-01 |
| JPH049255B2 JPH049255B2 (ja) | 1992-02-19 |
Family
ID=12191163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2635583A Granted JPS59153161A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 流体乾き度検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59153161A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS635462U (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-14 | ||
| EP0280814A2 (en) * | 1987-01-05 | 1988-09-07 | Texaco Development Corporation | Apparatus and method for measuring the flow characteristics of a petroleum stream |
| CN102435641A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-05-02 | 天津大学 | 同轴电导传感器、油水两相流含油率测量系统和测量方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53108497A (en) * | 1977-02-22 | 1978-09-21 | Auburn Int | Measuring method and apparatus for gaseous* solid* or liquid component of nonconductivity |
-
1983
- 1983-02-21 JP JP2635583A patent/JPS59153161A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53108497A (en) * | 1977-02-22 | 1978-09-21 | Auburn Int | Measuring method and apparatus for gaseous* solid* or liquid component of nonconductivity |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS635462U (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-14 | ||
| EP0280814A2 (en) * | 1987-01-05 | 1988-09-07 | Texaco Development Corporation | Apparatus and method for measuring the flow characteristics of a petroleum stream |
| CN102435641A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-05-02 | 天津大学 | 同轴电导传感器、油水两相流含油率测量系统和测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH049255B2 (ja) | 1992-02-19 |
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